Содержание

Закон Ампера и его применение

Урок 3. Закон Ампера и его применение

Цель: сформулировать закон Ампера и показать его практическую применимость.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

– Опишите опыт Эрстеда.

– Каким является магнитное поле?

– Что можно сказать об основных линиях магнитного поля?

– Что такое соленоид?

– Сформулируйте правила для определения направлений силовых линий магнитного поля?

– Что можно сказать о магнитных монополях?

III. Выполнение лабораторной работы

Лабораторная работа по теме «Изучение свойств постоянных магнитов»

Цели: получить картины силовых линий магнитного поля вокруг постоянных магнитов.

Оборудование: магнит полюсовой (2 шт.), магнит подковообразный, магнитная стрелка, скрепки, медный провод, ластик, железные опилки.

Ход работы

1. Найдите северный полюс стрелки, установите полюса полюсового магнита и подковообразного. Обозначьте северный и южный полюса магнитов.

2. Положите лист картона на полюсовой магнит и равномерно посыпьте его железными опилками. Не двигая магнит и картонку, осторожно постучите по картонке, чтобы опилки могли перемещаться. Обратите внимание, как выстроились опилки на листе. Сделайте рисунок в тетради.

3. Получите картину магнитного поля двух полюсовых магнитов, расположенных параллельно друг другу, и подковообразного магнита.

4. Что можно сказать о линиях магнитной индукции?

IV. Изучение нового материала

1. Проведение эксперимента.

По двум параллельным проводникам пропускаем электрический ток. В том случае, если ток направлен в одну сторону, наблюдается притяжение проводников, если в разные стороны, то отталкивание.

Притяжение или отталкивание электрически нейтральных проводников при пропускании через них электрического тока называют магнитным взаимодействием токов.

На проводник с током в магнитном поле действует сила, которая получила название силы Ампера. Направление этой силы можно найти при помощи правила левой руки. Математическая запись имеет следующий вид:

где I – сила тока в проводнике; В – магнитная индукция; l – длина проводника; α – угол между направлением проводника и направлением вектора магнитной индукции.

2. Работа с учебником.

Учащиеся открывают с. 900 учебника, читают § 64 и отвечают на следующие вопросы:

– Как устроен измерительный прибор магнитоэлектрической системы?

– Каково устройство электродвигателя постоянного тока?

– От чего зависит вращающийся магнит электродвигателя постоянного тока?

– Как можно изменить направление вращения якоря электродвигателя?

– Как можно изменить скорость вращения якоря электродвигателя?

V. Решение задач

1. Какая сила действует на каждый метр длины воздушных проводов троллейбусной линии, расположенных на расстоянии 52 м друг от друга, если сила тока в проводах – 2000 А? (Ответ: 1,5 Н.)

2. Вычислите индукцию магнитного поля на расстоянии 10 м от длинного прямого проводника при силе тока в проводнике 20 А. (Ответ: 4 · 10

-5 Тл.)

3. Вычислите индукцию магнитного поля внутри цилиндрической катушки длиной 10 м, содержащей 200 витков провода, при силе тока в катушке 5 А. (Ответ: 1,3 · 10-2 Тл.)

Задачи повышенной сложности:

1. В вертикально однородном магнитном поле на двух тонких лентах горизонтально подвешен проводник длиной 20 см и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся ленты, если сила тока в проводнике равна 2 А. (Ответ: 45°.)

2. Прямолинейный проводник массой 2 кг и длиной 50 см помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Индукция поля равна 15 Тл. Какой силы ток должен проходить по нему, чтобы он висел не падая? (Ответ: 2,7 Тл.)

3. Проводящий стержень лежит на горизонтальной поверхности перпендикулярно однородному горизонтальному магнитному полю с индукцией 0,2 Тл. Какую силу в горизонтальном направлении нужно приложить перпендикулярному проводнику для его равномерного поступательного движения? Сила тока в проводнике – 10 А, масса – 100 г, длина – 25 см, коэффициент трения – 0,1. (Ответ: 0,548 Н или 0,402 Н.)

VI. Подведение итогов урока

Дополнительный материал Андре-Мари Ампер

Андре-Мари Ампер родился 20 января 1775 г. в Лионе в семье образованного коммерсанта. Отец его вскоре переселился с семьей в имение Полемье, расположенное в окрестностях Лиона, и лично руководил воспитанием сына. Уже к 14 годам Ампер прочитал все 20 томов знаменитой «Энциклопедии» Дидро и д’Аламбера. Проявляя с детства большую склонность к

математическим наукам, Ампер к 18 годам в совершенстве изучил основные труды Эйлера, Бернулли и Лагранжа.

К тому времени он хорошо владел латынью, греческим и итальянским языками. Иными словами, Ампер получил глубокое и энциклопедическое образование.

В 1793 г. в Лионе вспыхнул контрреволюционный мятеж. Отец Ампера – жирондист, исполнявший обязанности судьи при мятежниках, после подавления мятежа был казнён как сообщник аристократов. Имущество его было конфисковано. Юный Ампер начал свою трудовую деятельность с частных уроков. В 1801 г. он занял должность преподавателя физики и химии центральной школы в городе Бурге. Здесь он написал первый научный труд, посвященный теории вероятности «Опыт математической теории игры». Эта работа привлекла внимание д’Аламбера и Лапласа. И Ампер стал преподавать математику и астрономию в Лионском лицее. В 1805 г. Ампер был назначен репетитором по математике в знаменитой Политехнической школе в Париже и с 1809 г. заведовал кафедрой высшей математики и механики. В этот период Ампер публикует ряд математических трудов по теории рядов. В 1813 г.

его избирают членом Института (т. е. Парижской Академии наук) на место скончавшегося Лагранжа. Вскоре после избрания Ампер представил в Академию свое исследование о преломлении света. К этому же времени относится его знаменитое «Письмо к г. Бертолле», в котором Ампер сформулировал открытый им независимо от Авогадро химический закон, именуемый ныне законом Авогадро-Ампера.

В 1816 г. Ампер опубликовал свою классификацию химических элементов, первую в истории химии серьезную попытку расположить химические элементы по их сходству между собой.

Открытие Эрстедом в 1820 г. действия электрического тока на магнитную стрелку привлекает внимание Ампера к явлениям электромагнетизма. Ампер ставит многочисленные опыты, изобретает для этой цели сложные приборы, которые изготавливает за свой счет, что сильно подрывает его материальное положение.

С 1820 по 1826 г. Ампер опубликовал ряд теоретических и экспериментальных трудов по электродинамике и почти еженедельно выступал с докладами к Академии наук.

В 1822 г. он выпустил «Сборник наблюдений по электромагнетизму», в 1823 г. – «Конспект теории электродинамических явлений» и, наконец, в 1826 г. – знаменитую «Теорию электродинамических явлений, выведенных исключительно из опыта». Ампер получает всемирную известность как выдающийся физик.

Моя Энергия: Андре-Мари Ампер

/ Популярная энергетика / Жизнь замечательных энергетиков / Андре-Мари Ампер

Джеймс Максвелл назвал Ампера «Ньютоном электричества». В честь ученого единица силы электрического тока названа «ампером», а соответствующие измерительные приборы — «амперметрами».

Краткая биография

Андре-Мари Ампер родился 22 января 1775 года во французском городе Лионе. Его отец Жан-Жак Ампер вместе торговал со своими братьями лионскими шелками. Мать Жанна Сарсе была дочерью успешного торговца.

Детство ученого прошло в небольшом семейном поместье Полемье в окрестностях Лиона. Мальчик получил домашнее образование. Очень быстро он обучился чтению, письму и математике. К 14 годам способный Андре-Мари не только прочитал 28 толстых томов французской «Энциклопедии» , но и представил в Лионскую академию свои первые работы по математике. Эта наука интересовала его больше всех остальных дисциплин.

После смерти отца, гильотинированного за сочувствие мятежникам во время Великой французской буржуазной революции, Ампер был вынужден искать средства к существованию. Сперва был репетитором в Политехнической школе в Париже, затем занимал кафедру физики в Бурке, а с 1805 года — кафедру математики в парижской Политехнической школе.

В 1799 году Ампер женился на Катрин Каррон. Вскоре у них родился сын, названный в честь своего дедушки — Жан-Жаком. В будущем он станет известным филологом, историком французской литературы.

Ампер умер 10 июня 1836 года от воспаления легких в Марселе.

Изобретения и открытия

Время расцвета научной деятельности Ампера приходится на 1814 – 1824 годы и связано, главным образом, с Академией наук, в число членов которой он был избран 28 ноября 1814 года за свои заслуги в области математики.

Практически до 1820 года основные интересы ученого сосредоточивались на проблемах математики, механики и химии. Вопросами физики в то время он занимался очень мало: известны лишь две работы этого периода, посвященные оптике и молекулярно-кинетической теории газов. Что же касается математики, то именно в этой области он достиг результатов, которые и дали основание выдвинуть его кандидатуру в академию по математическому отделению.

Классиком науки, всемирно известным ученым Ампер стал благодаря своим исследованиям в области электромагнетизма.

В 1820 году датский физик Г.Х. Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная стрелка. Так было открыто замечательное свойство электрического тока — создавать магнитное поле. Ампер подробно исследовал это явление. Новый взгляд на природу магнитных явлений возник у него в результате целой серии экспериментов и изобретения ряда новых приборов. Уже в конце первой недели напряженного труда он сделал открытие не меньшей важности, чем Эрстед — открыл взаимодействие токов.

Ученый обнаружил, что магнитное поле Земли влияет на движущиеся проводники с током, открыл взаимодействие между электрическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для передачи сигналов.

В 1822 Ампером был открыт магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Также им было предложено усиливать магнитное поле с помощью железного сердечника, помещаемого внутрь соленоида.

В механике ему принадлежит формулировка термина «кинематика».

В 1830 году ввел в научный оборот термин «кибернетика».

Награды и звания

  • Член многих академий наук, в частности иностранный почетный член Петербургской Академии наук (1830).
  • Его имя внесено в список величайших ученых Франции, помещенный на первом этаже Эйфелевой башни.

Интересный факт

Однажды известный физик и математик Ампер шел по улице и высчитывал что-то в голове. Вдруг он увидел перед собой черную доску, такую же, как в аудитории. Обрадовавшись, он подбежал к ней, достал кусочек мела, который всегда имел при себе, и начал писать формулы. Доска, однако, сдвинулась с места. Ампер, не осознавая того, что делает, последовал за ней. Доска набирала скорость. Ампер побежал. Очнулся он только тогда, когда услышал неудержимый смех прохожих. Но теперь ученый заметил, что доска, на которой он писал формулы, – это задняя стенка черной кареты.

Ампер, Андре Мари


XPOHOC
ВВЕДЕНИЕ В ПРОЕКТ
ФОРУМ ХРОНОСА
НОВОСТИ ХРОНОСА
БИБЛИОТЕКА ХРОНОСА
ИСТОРИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ
БИОГРАФИЧЕСКИЙ УКАЗАТЕЛЬ
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
ГЕНЕАЛОГИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ
СТРАНЫ И ГОСУДАРСТВА
ЭТНОНИМЫ
РЕЛИГИИ МИРА
СТАТЬИ НА ИСТОРИЧЕСКИЕ ТЕМЫ
МЕТОДИКА ПРЕПОДАВАНИЯ
КАРТА САЙТА
АВТОРЫ ХРОНОСА

Родственные проекты:
РУМЯНЦЕВСКИЙ МУЗЕЙ
ДОКУМЕНТЫ XX ВЕКА
ИСТОРИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ
ПРАВИТЕЛИ МИРА
ВОЙНА 1812 ГОДА
ПЕРВАЯ МИРОВАЯ
СЛАВЯНСТВО
ЭТНОЦИКЛОПЕДИЯ
АПСУАРА
РУССКОЕ ПОЛЕ

Андре Мари Ампер

Ампер (Ampere) Андре Мари (AMPERE Andre-Marie)  (1775-1836), французский ученый, иностранный член Петербургской АН (1830), один из основоположников электродинамики. Предложил правило, названное его именем, открыл (1820) механическое взаимодействие токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера). Построил первую теорию магнетизма.


Ампер (Ampere Andre Marie) – знаменитый математик и естествоиспытатель, родившийся в Лионе 22 янв. 1775 г.; по смерти своего отца, гильотинированного в 1793 г., А. был сперва репетитором в политехнической школе в Париже, затем занимал сначала кафедру физики в Бурге, а с 1805 года кафедру математики в парижской политехнической школе, где он проявил себя и на литературном поприще, впервые выступив с сочинением: “Considerations sur la theorie mathematique dujeu” (Лион, 1802 г.). В 1814 г. он сделался членом академии наук, в 1824 г. – профессором экспериментальной физики в College ае France; умер 10-го июня 1836 г. в Марселе. Математика, механика и физика обязаны А. важными исследованиями; его электродинамическая теория стяжала ему неувядаемую славу. Его взгляд на единую первоначальную сущность электричества и магнетизма, в чем он по существу сходился с датским физиком Эрштедтом, превосходно изложен им в “Recueil d’observations lectrodynamiques” (Париж, 1822), в “Precis de la theorie des phenomenes electrodynamiques” (Париж, 1824 г.) и в “Theorio des phenomenes electrodynamiques”. Разносторонний талант А. не остался безучастным и в истории развитая химии, которая отводить ему одну из почетных страниц и считает его, совместно с Авогадро автором важнейшего закона современной химии. В честь этого ученого единица силы гальванического тока названа “ампером”, а измерительные приборы-“амперометрами”. (Ср. Оствальд, “Klassiker der exacten Wissenschaften ј8”. “Die Grnindlagen der Molekulartbeorie”, Abhandlangen v. A. Avogadro und Ampere, 1889). Кроме этого Амперу принадлежит еще труд “Essais sui la philosophie des Sciences” (2 т., 1834-43; 2-е издание, 1857). Ср. Бартелеми и Сентилер, “Philosophie ае deux Amperes” (Париж, 1866 г. ). . 

Ф.А. Брокгауз, И.А. Ефрон Энциклопедический словарь.

 

Ампер, став позже воистину великим учёным, начинал свою карьеру репетитором. И нет в том ничего зазорного. И не только во времена Ампера, но тем более сегодня. Вообще мы живём во время странных и нездоровых парадоксов. Оказывается, что заказать контрольную у репетитора и сдать её учителю есть зло великое. И это в то самое время, когда на всю Ивановскую провозглашается, что государственные чиновники, медицинские работники и школьные учителя с вузовскими преподавателями – всего лишь работники, так сказать, сферы услуг! И возмущает вовсе тут не то, что это на самом деле не так (особенно, конечно, в части “услужливых” чиновников бюрократического аппарата). Возмущает, что всех нас заставляют поверить в эту ложь. Помогать школьникам и студентам за деньги это, видите ли, плохо. А с высокой трибуны, будучи госчиновником высокого уровня, врать, что “в России олигархов не существует” это нормально. Вот до чего доводит плюрализм в одной голове!

 

Ампер Андре Мари

Андре Мари Ампер родился 22 января 1775 года. Его отец Жан-Жак Ампер вместе со своими братьями торговал лионскими шелками. Мать Жанна Сарсе – дочь одного из крупных лионских торговцев. Детство Андре прошло в небольшом поместье Полемье, купленном отцом в окрестностях Лиона.

Он никогда не ходил в школу, но чтению и арифметике выучился очень быстро. Уже в 14 лет он прочитал все двадцать восемь томов французской “Энциклопедии”. Особый интерес Андре проявлял к физико-математическим наукам. Андре начал посещать библиотеку Лионского колледжа, чтобы читать труды великих математиков.

В возрасте тринадцати лет, он представил в Лионскую академию свои первые работы по математике.

В 1793 году в Лионе вспыхнул мятеж, который вскоре был подавлен. За сочувствие мятежникам был обезглавлен Жан-Жак Ампер. По приговору суда почти все имущество было конфисковано. Ампер решил переселиться в Лион и давать частные уроки математики.

В 1802 году Ампера пригласили преподавать физику и химию в Центральную школу города Бурк-ан-Бреса, в шестидесяти километрах от Лиона.

В конце 1804 года Ампер покинул Лион и переехал в Париж, где он получил должность преподавателя Политехнической школы. Основная задача школы заключалась в подготовке высокообразованных технических специалистов с глубокими знаниями физико-математических наук.

В 1807 году Ампер был назначен профессором Политехнической школы. В 1808 году он получил место главного инспектора университетов. Время расцвета научной деятельности Ампера приходится на 1814-1824 годы и связано с Академией наук, в число членов которой он был избран 28 ноября 1814 года за свои заслуги в области математики.

Практически до 1820 года основные интересы ученого сосредоточивались на проблемах математики, механики и химии. Вопросами физики в то время он занимался очень мало. Ампер всегда рассматривал математику как мощный аппарат для решения разнообразных прикладных задач физики и техники. Не оставляет он и занятий химией. К его достижениям в области химии отнестится открытие, независимо от Авогадро, закона равенства молярных объемов различных газов.

В 1820 году физик Эрстед обнаружил, что вблизи проводника с током отклоняется магнитная стрелка. Так было открыто свойство электрического тока – создавать магнитное поле. Ампер подробно исследовал это явление и открыл взаимодействие токов.

Он установил, что два параллельных провода, по которым течет ток в одинаковом направлении, притягиваются друг к другу, а если направления токов противоположны, провода отталкиваются. Ампер объяснил это явление взаимодействием магнитных полей, которые создают токи. О полученных результатах Ампер сразу же сообщил в Академию. На заседании 25 сентября он развил эти идеи далее, демонстрируя опыты, в которых спирали, обтекаемые током (соленоиды), взаимодействовали друг с другом как магниты.

Ампер решил найти закон взаимодействия токов в виде строгой математической формулы и нашел этот закон, который носит теперь его имя. Так шаг за шагом в работах Ампера вырастала новая наука – электродинамика, основанная на экспериментах и математической теории. С 1820 по 1826 год Ампер публикует ряд теоретических и экспериментальных работ по электродинамике. В 1826 году выходит из печати “Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта”.

В 1824 году Ампер был избран на должность профессора Коллеж де Франс. Ему предоставили кафедру общей и экспериментальной физики.

В 1835 году он опубликовал работу, в которой доказал сходство между световым и тепловым излучениями и показал, что все излучения при поглощении превращаются в тепло. Ампер разработал систему классификации наук, которую намеревался изложить в двухтомном сочинении. В 1834 году вышел первый том “Опыты философии наук или аналитического изложения естественной классификации всех человеческих знаний”. Ампер ввел такие слова, как “электростатика”, “электродинамика”, “соленоид”. Ампер высказал мысль о том, что, вероятно, возникнет новая наука об общих закономерностях процессов управления. Он предложил именовать ее “кибернетикой”.

Ампер умер от воспаления легких 10 июля 1836 года в Марселе во время инспекционной поездки. Там же он и был похоронен.

Далее читайте:

Ученые с мировым именем.

 

 

 

Ампер, Андре Мари – это… Что такое Ампер, Андре Мари?

Андре́-Мари́ Ампе́р (фр. André-Marie Ampère; 20 января 1775[1] — 10 июня 1836) — знаменитый французский физик, математик и естествоиспытатель, член Парижской Академии наук (1814). Член многих академий наук, в частности иностранный[2][3] почётный[3] член Петербургской Академии наук (1830). Джеймс Максвелл назвал Ампера «Ньютоном электричества».

Краткая биография

Ампер родился в Лионе, получил домашнее образование. После смерти своего отца, гильотинированного в 1793, Ампер был сперва репетитором в Политехнической школе в Париже, затем занимал кафедру физики в Бурке, а с 1805 года — кафедру математики в парижской Политехнической школе, где он проявил себя и на литературном поприще, впервые выступив с сочинением: «Considerations sur la theorie mathematique du jeu» («Рассуждения о математической теории игр», Лион, 1802).

В 1814 он был избран членом Академии наук, а с 1824 занимал должность профессора экспериментальной физики в Коллеж де Франс. Ампер умер 10 июня 1836 в Марселе.

Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Сын Андре Мари, Жан-Жак Ампер (1800—1864), был известным филологом.

Научная деятельность

Математика, механика и физика обязаны Амперу важными исследованиями. Его основные физические работы выполнены в области электродинамики. В 1820 он установил правило для определения направления действия магнитного поля на магнитную стрелку, известное ныне как правило Ампера; провёл множество опытов по исследованию взаимодействия между магнитом и электрическим током; для этих целей создал ряд приборов; обнаружил, что магнитное поле Земли влияет на движущиеся проводники с током. В том же году открыл взаимодействие между электрическими токами, сформулировал закон этого явления (закон Ампера), развил теорию магнетизма, предложил использовать электромагнитные процессы для передачи сигналов.

Согласно теории Ампера, магнитные взаимодействия являются результатом происходящих в телах взаимодействий так называемых круговых молекулярных токов, эквивалентных маленьким плоским магнитам, или магнитным листкам. Это утверждение носит название теоремы Ампера. Таким образом, большой магнит, по представлениям Ампера, состоит из множества таких элементарных магнитиков. В этом заключается суть глубокого убеждения ученого в чисто токовом происхождении магнетизма и тесной связи его с электрическими процессами.

В 1822 Ампером был открыт магнитный эффект соленоида (катушки с током), откуда следовала идея эквивалентности соленоида постоянному магниту. Также им было предложено усиливать магнитное поле с помощью железного сердечника, помещаемого внутрь соленоида. Идеи Ампера были изложены им в работах «Свод электродинамических наблюдений» (фр. «Recueil d’observations electrodynamiques», Париж, 1822), «Краткий курс теории электродинамических явлений» (фр. «Precis de la theorie des phenomenes electrodynamiques», Париж, 1824), «Теория электродинамических явлений» (фр. «Theorie des phenomenes electrodynamiques»). В 1826 году им была доказана теорема о циркуляции магнитного поля. В 1829 Ампер изобрел такие устройства как коммутатор и электромагнитный телеграф.

В механике ему принадлежит формулировка термина «кинематика».

В 1830 году ввел в научный оборот термин «кибернетика».

Разносторонний талант Ампера оставил след и в истории развития химии, которая отводит ему одну из почетных страниц и считает его, совместно с Авогадро, автором важнейшего закона современной химии.

В честь учёного единица силы электрического тока названа «ампером», а соответствующие измерительные приборы — «амперметрами».

Некоторые исследования Ампера относятся к ботанике, а также к философии, в частности «Наброски по философии науки» (фр. «Essais sur la philosophie des Sciences», 2 т., 1834-43; 2-е издание, 1857).

Примечания

См. также

Литература

Сочинения

  • Ампер А. М. Электродинамика. М.: Изд-во АН СССР, 1954.

О нём

  • Белькинд Л. Д. Андре-Мари Ампер. М.: Наука, 1968.
  • Храмов Ю. А. Физики: Биографический справочник. — 2-е изд. — М.: Наука, 1983. С. 14-15.

Ссылки

Порядок проведения вступительного испытания по физике

Вступительное испытание ориентировано на уровень знаний, определённый примерной программой вступительных экзаменов по физике, разработанной Министерством образования и науки РФ, на базе курса по физике для основной и полной средней школы.

Форма проведения вступительного испытания

Вступительный экзамен по физике проводится в виде письменной работы с применением дистанционных технологий (компьютерного тестирования) на платформе, определенной для проведения вступительного испытания (кроме направлений подготовки ВШТЭ).
Каждый билет состоит из 10 заданий.
Шкала оценивания – 100-балльная.

Абитуриент не позднее чем через 10 минут после завершения задания должен загрузить на платформу фотографии черновиков с решениями заданий. Без черновиков работа не проверяется.

Абитуриент должен знать и уметь:

– знать физические законы и явления;
– уметь пользоваться СИ и знать единицы основных физических величин;
уметь решать типовые и комбинированные задачи по основным разделам физики.

 

Программа вступительного испытания

1. Механика

1.1 Кинематика
Механическое движение. Система отсчета. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Скорость и ускорение. Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение. Относительность движения. Сложение скоростей. Графический метод описания движения. Графики зависимости кинематических величин от времени при равномерном и равноускоренном движении. Свободное падение тел. Ускорение свободного падения. Равномерное движение по окружности. Линейная и угловая скорости. Центростремительное ускорение.

1.2 Основы динамики
Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Принцип относительности Галилея. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Сложение сил. Момент силы. Условия равновесия тел. Центр масс. Третий закон Ньютона. Силы упругости. Закон Гука. Сила трения. Коэффициент трения. Движение тела с учетом силы трения. Гравитационные силы. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Движение тела под действием силы тяжести. Движение искусственных спутников. Невесомость. Первая космическая скорость.

1.3 Законы сохранения в механике
Импульс тела. Закон сохранения импульса. Реактивное движение. Значение работ К.Э. Циолковского для космонавтики. Механическая работа. Мощность. Кинетическая и потенциальная энергия. Закон сохранения энергии в механике. Коэффициент полезного действия механизмов.

1.4 Механика жидкостей и газов
Давление. Закон Паскаля для жидкостей и газов. Барометры и манометры. Сообщающиеся сосуды. Принцип устройства гидравлического пресса. Атмосферное давление. Изменение атмосферного давления с высотой. Архимедова сила для жидкостей и газов. Условия плавания тел на поверхности жидкости. Движение жидкости по трубам. Зависимость давления жидкости от скорости ее течения.

 

2. Молекулярная физика. Тепловые явления.

2.1 Основы молекулярно-кинетической теории
Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории. Диффузия. Броуновское движение. Масса и размер молекул. Число Авогадро. Количество вещества. Взаимодействие молекул. Измерение скорости молекул. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температурная шкала. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева–Клапейрона). Универсальная газовая постоянная. Изотермический, изохорный и изобарный процессы.

2.2 Тепловые явления
Внутренняя энергия. Количество теплоты. Теплоемкость вещества. Работа в термодинамике. Закон сохранения энергии в тепловых процессах (первый закон термодинамики). Применение первого закона термодинамики к различным процессам. Адиабатный процесс. Необратимость тепловых процессов. Принцип действия тепловых двигателей. КПД теплового двигателя и его максимальное значение.

2.3 Жидкости и твердые тела
Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары. Кипение жидкостей. Зависимость температуры кипения от давления. Влажность воздуха. Кристаллические и аморфные тела. Свойства твердых тел. Упругие деформации.

 

3. Основы электродинамики

3.1 Электростатика
Электризация. Электрический заряд. Взаимодействие заряженных тел. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Электрическое поле точечного заряда. Принцип суперпозиции полей. Проводники в электрическом поле. Диэлектрики в электрическом поле. Диэлектрическая проницаемость. Работа электростатического поля при перемещении заряда. Потенциал и разность потенциалов. Потенциал поля точечного заряда. Связь между напряженностью электрического поля и разностью потенциалов. Электроемкость. Конденсаторы. Емкость плоского конденсатора. Энергия электрического поля.

3.2 Законы постоянного тока
Электрический ток. Сила тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление проводников. Последовательное и параллельное соединение проводников. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи. Работа и мощность тока. Электрический ток в различных средах. Электронная проводимость металлов. Зависимость сопротивления металлов от температуры. Сверхпроводимость. Электрический ток в жидкостях. Законы электролиза. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд. Понятие о плазме. Ток в вакууме. Электронная эмиссия. Электронно-лучевая трубка. Полупроводники. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый диод. Транзистор.

3.3 Магнитное поле. Электромагнитная индукция
Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Индукция магнитного поля. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Закон Ампера. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Магнитные свойства веществ. Магнитная проницаемость. Ферромагнетизм. Электромагнитная индукция. Магнитный поток. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

 

4. Колебания и волны

4.1 Механические колебания и волны
Гармонические колебания. Амплитуда, период и частота колебаний. Математический маятник. Период колебаний математического маятника. Колебания груза на пружине. Превращение энергии при гармонических колебаниях. Вынужденные колебания. Резонанс. Понятие об автоколебаниях. Распространение механических волн в упругих средах. Скорость распространения волны. Длина волны. Поперечные и продольные волны. Звуковые волны. Скорость звука. Громкость звука и высота тона.

4.2 Электромагнитные колебания и волны
Свободные электромагнитные колебания в контуре. Превращение энергии в колебательном контуре. Собственная частота колебаний в контуре. Вынужденные электрические колебания. Переменный электрический ток. Генератор переменного тока. Действующие значения силы тока и напряжения. Активное, емкостное и индуктивное сопротивления. Резонанс в электрической цепи. Трансформатор. Передача электроэнергии. Электромагнитные волны. Скорость их распространения. Излучение и прием электромагнитных волн. Принципы радиосвязи. Шкала электромагнитных волн.

4.3 Оптика
Прямолинейное распространение света. Законы отражения и преломления света. Показатель преломления. Полное отражение. Предельный угол полного отражения. Ход лучей в призме. Построение изображений в плоском зеркале. Собирающая и рассеивающая линзы. Формула тонкой линзы. Построение изображений в линзах. Фотоаппарат. Глаз. Очки. Скорость света и ее опытное определение. Дисперсия. Спектральный анализ. Интерференция света и ее применение в технике. Дифракция света. Дифракционная решетка. Поляризация света. Поперечность световых волн. Элементы специальной теории относительности Постулаты специальной теории относительности. Связь между массой и энергией. Относительность расстояний и промежутков времени.

4.4 Квантовая физика
Световые кванты Фотоэффект и его законы. Кванты света. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Постоянная Планка. Применение фотоэффекта в технике. Световое давление. Опыты П.Н. Лебедева.

4.5 Атом и атомное ядро
Опыт Резерфорда по рассеянию а-частиц. Ядерная модель атома. Постулаты Бора. Испускание и поглощение света атомом. Лазеры. Экспериментальные методы регистрации заряженных частиц. Радиоактивность. Альфа–, бета- и гамма–излучения. Протоны и нейтроны. Изотопы. Энергия связи атомных ядер. Ядерные реакции. Деление ядер урана. Ядерный реактор. Термоядерные реакции.

Закон Ампера

После того, как Ханс Кристиан Эрстед в результате своего эксперимента установил, что провод, по которому течет электрический ток, отклоняет магнитную стрелку компаса, возрос интерес к установлению взаимосвязей между различными явлениями, особенно между  феноменами электричества и магнетизма.

Андре-Мари Ампер весьма заинтересовался открытием Эрстеда, и начал усиленно исследовать взаимосвязи между электричеством и магнетизмом. Ампер провёл простой эксперимент: через два параллельно лежащих провода пропускался электрический ток. При сильном токе провода притягивались или отталкивались, что доказало наличие сил притяжения и отталкивание между проводами. С помощью точных измерений Ампер определил, что сила механического взаимодействия между проводами пропорциональны силам токов: она уменьшается, когда расстояние между проводами увеличивается. Ампер сделал вывод, что между проводами возникает магнитное поле.

Что получается? Электрический ток в одном проводе производит магнитное поле, а второй провод попадает в область воздействия этого поля и в нём возникает сила, действующая на электрические заряды. Она  передаётся атомам металла, из которого сделан провод, и провод изгибается. Таким образом, можно утверждать, что любой электрический ток порождает магнитное поле, и эти магнитные поля оказывают воздействие разной силы на движущиеся электрические заряды.

В 1820 году Ампер сформулировал закон взаимодействия постоянных токов, который теперь носит его имя. Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных – отталкиваются. И силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током, можно определить.

В честь французского физика названа и единица измерения силы электрического тока в системе СИ. На любом электроприборе мы можем увидеть электротехнические характеристики: «~220 V; 50 Hz; 3,2 А». Это значит, что прибор рассчитан на питание от стандартной электросети переменного тока напряжением 220 вольт с частотой 50 герц, а сила потребляемого прибором тока составляет 3,2 ампера.

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

ЕГЭ по физике, подготовка к ЕГЭ по физике 2021 в Москве, задачи, оценки, сколько длится экзамен — Учёба.ру

11Равномерное прямолинейное движение, равноускоренное прямолинейное движение, движение по окружности
21Законы Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения
31Закон сохранения импульса, кинетическая и потенциальные энергии, работа и мощность силы, закон сохранения механической энергии
41Условие равновесия твердого тела, закон Паскаля, сила Архимеда, математический и пружинный маятники, механические волны, звук
52Механика
62Механика
72Механика
81Связь между давлением и средней кинетической энергией, абсолютная температура, связь температуры со средней кинетической энергией, уравнение Менделеева—Клапейрона, изопроцессы
91Работа в термодинамике, первый закон термодинамики, КПД тепловой машины
101Относительная влажность воздуха, количество теплоты
112МКТ, термодинамика
122МКТ, термодинамика
131Принцип суперпозиции электрических полей, магнитное поле проводника с током, сила Ампера, сила Лоренца, правило Ленца
141Закон сохранения электрического заряда, закон Кулона, конденсатор, сила тока, закон Ома для участка цепи, последовательное и параллельное соединение проводников, работа и мощность тока, закон Джоуля — Ленца
151Поток вектора магнитной индукции, закон электромагнитной индукции Фарадея, индуктивность, энергия магнитного поля катушки с током, колебательный контур, законы отражения и преломления света, ход лучей в линзе
162Электродинамика
172Электродинамика
182Электродинамика и основы специальной теории относительности
191Планетарная модель атома. Нуклонная модель ядра. Ядерные реакции
201Фотоны, линейчатые спектры, закон радиоактивного распада
212Квантовая физика
221Механика — квантовая физика
231Механика — квантовая физика
242Элементы астрофизики: Солнечная система, звезды, галактики

Андре Мари Ампер – биография, факты и изображения

Жил 1775 – 1836.

Андре-Мари Ампер сделал революционное открытие: провод, по которому проходит электрический ток, может притягивать или отталкивать другой провод рядом с ним, который также пропускает электрический ток. Притяжение является магнитным, но для того, чтобы эффект был заметен, магниты не нужны. Он сформулировал закон электромагнетизма Ампера и дал лучшее определение электрического тока своего времени.

Ампер также предположил существование частицы, которую мы теперь называем электроном, открыл химический элемент фтор и сгруппировал элементы по их свойствам за полвека до того, как Дмитрий Менделеев создал свою периодическую таблицу.

В его честь названа единица измерения электрического тока в системе СИ – ампер.

Объявления

Начало

Андре-Мари Ампер родился в зажиточной семье в городе Лион, Франция, 20 января 1775 года.Его отцом был бизнесмен Жан-Жак Ампер; его матерью была Жанна-Антуанетта Дезутьер-Сарси, осиротевшая дочь торговца шелком. У родителей Андре-Мари уже была дочь Антуанетта, родившаяся на два года раньше Андре-Мари.

Это был интеллектуально захватывающий период во французской истории; Антуан Лавуазье произвел революцию в химии; а Вольтер и Жан-Жак Руссо, лидеры французского Просвещения, призывали к тому, чтобы общество основывалось на науке, логике и разуме, а не на религиозных учениях католической церкви.

Когда Андре-Мари было пять лет, его семья переехала в загородное поместье недалеко от деревни Полеймье, примерно в шести милях (10 км) от Лиона. Его отец настолько разбогател, что ему больше не нужно было проводить много времени в городе. Вторая дочь Жозефина родилась, когда Андре-Мари было восемь лет.

Необычное образование
Андре-Мари получил довольно необычное образование. Его отец был большим поклонником Жан-Жака Руссо, одного из лидеров французского Просвещения.Он решил последовать подходу Руссо к образованию Андре-Мари. Это означало никаких формальных уроков.

Андре-Мари мог делать все, что ему заблагорассудится, узнавая все, что ему хотелось. Ему также разрешалось читать все, что он хотел, из большой библиотеки своего отца. Вы думаете, это рецепт катастрофы? Фактически, это сработало! И это сработало исключительно хорошо. Андре-Мари развил ненасытную тягу к знаниям, вплоть до заучивания целых страниц энциклопедии наизусть.

Хотя Андре-Мари был ребенком французского Просвещения, он не отвергал церковь и оставался практикующим католиком на протяжении всей своей жизни.

«Мой отец … никогда не требовал от меня изучения чего-либо, но он знал, как пробудить во мне огромное стремление к знаниям. Прежде чем научиться читать, мне больше всего нравилось слушать отрывки из естествознания Бюффона. Я постоянно просил его прочитать мне историю животных и птиц … »

Андре-Мари Ампер, 1775–1836 гг.

Воспоминания, переключенные от третьего лица к первому.

Математика
В 13 лет Андре-Мари начал серьезно изучать математику по книгам из библиотеки своего отца.Он подал в Лионскую академию статью о конических сечениях, но она была отклонена.

Отказ побудил его работать усерднее, чем когда-либо. Его отец купил ему специальные книги, чтобы помочь ему стать лучше. Он также взял своего сына в Лион, где аббат Дабюрон давал ему уроки математики – первые уроки, которые Андре-Мари получил в официальной форме.

Физика
Взяв сына на формальные уроки математики, отец также отвел его в лионский колледж, чтобы он посетил несколько лекций по физике, в результате чего Андре-Мари начал читать книги по физике, а также по математике.

Революция, сопровождаемая трагедиями
До сих пор жизнь Андре-Мари была мирной и приятной, но наступал период трагедий.

В 1789 году, когда Андре-Мари было 14 лет, началась Французская революция.

В 1791 году, пока Андре-Мари продолжал учебу в своем загородном имении, революционеры предоставили его отцу юридическую роль мирового судьи.

В 1792 году умерла старшая сестра Андре-Мари Антуанетта.

В 1793 году якобинская фракция революции казнила его отца на гильотине.(Великий химик Антуан Лавуазье был гильотинирован революционерами в 1794 году.)

К счастью, Андре-Мари, изучавший математику и естественные науки в семейном поместье, пережил царство террора революции. Он был опустошен смертью отца и бросил учебу на год.

Продолжительность жизни Ампера в контексте

Время жизни Ампера и время жизни ученых и математиков.

Стать математиком и ученым

В конце 1797 года, в возрасте 22 лет, Андре-Мари Ампер открыл магазин в качестве частного репетитора математики в Лионе.Он показал себя отличным наставником, и вскоре к нему за помощью стали стекаться студенты.

Его репетиторская работа привлекла внимание интеллигенции Лиона, которые были впечатлены знаниями и энтузиазмом Ампера.

В 1802 году он стал школьным учителем в городе Бур в 40 милях (60 км) от Лиона. Год спустя он вернулся в Лион, чтобы работать на другой преподавательской должности.

В 1804 году он переехал во французскую столицу, Париж, где преподавал на университетском уровне в Политехнической школе.Его работа настолько впечатлила других математиков, что в 1809 году он получил звание профессора математики, несмотря на отсутствие формальной квалификации.

Вклад Андре-Мари Ампера в науку

Электромагнетизм и электродинамика

В 1800 году, когда Ампер работал частным репетитором в Лионе, Алессандро Вольта изобрел электрическую батарею. Одним из результатов этого было то, что впервые ученые смогли производить постоянный электрический ток.

В апреле 1820 года Ганс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрический ток в проводе может отклонять находящуюся поблизости стрелку магнитного компаса.Эрстед обнаружил связь между электричеством и магнетизмом – электромагнетизм.

В сентябре 1820 года Франсуа Араго продемонстрировал электромагнитный эффект Эрстеда научной элите Франции во Французской академии в Париже. Присутствовал Ампер, избранный в Академию в 1814 году.

Ампер был очарован открытием Эрстеда и решил, что попытается понять, почему электрический ток вызывает магнитный эффект.

«С тех пор, как я впервые услышал о великом открытии Эрстеда … о действии электрического тока на намагниченную иглу, я постоянно думал об этом.Все мое время было посвящено написанию великой теории об этих явлениях … и попыткам экспериментов, обозначенных этой теорией, и все они увенчались успехом ».

Андре-Мари Ампер, 1775–1836 гг.

Связь с его сыном, Жан-Жаком, 1820

Ампер начал с повторения работы Эрстеда и до конца сентября 1820 года сделал собственное открытие: он обнаружил, что если электрический ток течет в одном направлении по двум соседним параллельным проводам, провода притягиваются друг к другу; если электрические токи протекают в противоположных направлениях, провода отталкиваются друг от друга.

Ампер обнаружил, что параллельные провода с токами, протекающими в одном направлении, притягиваются друг к другу. Токи в противоположных направлениях отталкиваются друг от друга.

Ампер открыл нечто удивительное: он создал магнитное притяжение и отталкивание при полном отсутствии каких-либо магнитов. Весь магнетизм генерировался электрически. Он назвал это новое поле электродинамикой. (Сегодня электродинамика и электромагнетизм рассматриваются как одна и та же область.)

Закон Ампера

Затем Ампер блестяще нашел уравнение, связывающее величину магнитного поля с электрическим током, который его производит.Это уравнение, известное как закон Ампера, является в высшей степени математическим и требует использования и понимания математики университетского уровня. Ниже показано в дифференциальной форме связь магнитного поля (B) с плотностью тока (J).

Это уравнение применимо к ситуациям, когда электрический ток постоянный. Спустя более 40 лет Джеймс Клерк Максвелл модифицировал это уравнение, чтобы оно также применялось к ситуациям, в которых ток непостоянен. В этой форме оно стало одним из его четырех известных уравнений, устанавливающих, что свет – это электромагнитная волна.

«Экспериментальное исследование, с помощью которого Ампер установил закон механического действия между электрическими токами, является одним из самых блестящих достижений науки. Вся теория и эксперимент, кажется, выскочили, взрослые и вооруженные, из мозга «Ньютона электричества». Он совершенен по форме и непоколебим по точности, и он суммирован в формуле, из которой могут быть выведены все явления, и которая всегда должна оставаться основной формулой электродинамики.”

Джеймс Клерк Максвелл, 1831 – 1879

Электричество и магнетизм, Vol. 2, Глава 3

Электрон

Чтобы объяснить связь между электричеством и магнетизмом, Ампер предположил существование новой частицы, ответственной за оба этих явления – электродинамической молекулы , микроскопической заряженной частицы, которую мы можем рассматривать как прототип электрона. Ампер правильно считал, что огромное количество этих электродинамических молекул движется в электрических проводниках, вызывая электрические и магнитные явления.

Открытие фтора

Ампер не ограничивал свои интересы математикой и физикой; они были широкими и включали философию и астрономию. Он особенно интересовался химией. Фактически, до своей работы в области электромагнетизма он внес значительный вклад в химию.

Ампер открыл и назвал элемент фтор. В 1810 году он предположил, что соединение, которое мы теперь называем фтористым водородом, состояло из водорода и нового элемента: новый элемент имел свойства, аналогичные свойствам хлора, по его словам.Он и Хэмфри Дэви, который был британцем, вступили в переписку (хотя Франция и Великобритания находились в состоянии войны). Ампер предположил, что фтор можно выделить электролизом, который Дэви ранее использовал для обнаружения таких элементов, как натрий и калий.

Только в 1886 году французский химик Анри Муассан наконец выделил фтор. Он добился этого с помощью электролиза, метода, рекомендованного Ампером.

«За то время, пока я занимался этими расследованиями, я получил два письма от М.Ampère of Paris, содержащий множество оригинальных и оригинальных аргументов в пользу аналогии между соляным [хлором] и фтористым [фтористым] соединениями ».

Сэр Хэмфри Дэви, 1778 – 1829

Philosophical Magazine, Volume 42., p408, 1813

.

Организация химических элементов

В 1816 году, за 53 года до того, как Дмитрий Менделеев опубликовал свою периодическую таблицу, Ампер предложил сгруппировать химические элементы – 48 химических элементов в то время – сгруппировать по их свойствам.Он допустил ряд ошибок, но успешно сгруппировался:

  • щелочные металлы: натрий и калий
  • щелочноземельные металлы: магний, кальций, стронций и барий
  • галогены: хлор, фтор и йод

Он также двигался в правильном направлении, обнаружив сходство в:

  • благородные металлы: родий, палладий, иридий, платина и золото (к сожалению, Ампер исключил серебро из этой группы, сгруппировав его вместо ртути, свинца и висмута)
  • переходные элементы первой серии: железо, кобальт, никель, медь (хотя уран был включен неправильно)
  • переходные элементы: ниобий, молибден, хром и вольфрам

Ампер не назвал группы так, как они названы выше, такие как благородные металлы и переходные элементы – это современные названия.

Менделеев имел преимущество перед Ампером в том, что ему были известны 65 элементов, что позволяло ему легче видеть закономерности. Важно отметить, что Менделеев также обращал внимание на атомные веса, а Ампер – нет. Честно говоря, мы должны помнить, что Дж. Берцелиус опубликовал первый достаточно точный список атомных весов в 1828 году, через 12 лет после работы Ампера с элементами.

«… Мне казалось, что нужно попытаться исключить искусственные классификации из химии и начать отводить каждому элементу то место, которое он должен занимать в естественном порядке, сравнивая его последовательно с другими…»

Андре-Мари Ампер, 1775–1836 гг.

«Анналы химии и физики», том 2.

Ампер

Единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер (символ A), названный в честь Ампера. Именно Ампер первым определил электрический ток как «циркуляцию электрической жидкости в замкнутом контуре».

Некоторые личные данные и конец

В 1799 году в возрасте 24 лет Ампер женился на 25-летней Катрин-Антуанетте Каррон, которую обычно звали Жюли. Год спустя у них родился сын Жан-Жак – он был назван в память о любимом отце Ампера.Трагедия случилась с Ампером, когда после менее чем четырех лет брака Жюли умерла в 1803 году от рака брюшной полости.

Ампер снова женился в 1806 году на Жанне-Франсуазе Пото. Пара быстро поняла, что их брак был ошибкой. Их дочь Альбина родилась в 1807 году, и пара официально рассталась в 1808 году. Альбина переехала жить к своему отцу и его младшей сестре Жозефине.

В 1824 году Ампер был назначен заведующим кафедрой экспериментальной физики в Коллеж де Франс в Париже, который он занимал всю оставшуюся жизнь.

Сын Ампера, Жан-Жак, стал известным профессором лингвистики и членом Французской академии. Он и его отец, как известно, вели довольно бурные споры друг с другом, оба вспыльчивы.

В возрасте 61 года Ампер заболела пневмонией. Он умер во французском средиземноморском городе Марселе 10 июня 1836 года.

Он был похоронен в Марселе, но его останки позже были перенесены на кладбище Монмартр в Париже. На кладбище Монмартр похоронены многие другие выдающиеся люди, в том числе композиторы Гектор Берлиоз и Жак Оффенбах; художник Эдгар Дега; автор Эмиль Золя; физик Леон Фуко; математик Станислав Улам; и сын Ампера, Жан-Жак, похоронен рядом со своим отцом.

Объявления

Автор этой страницы: The Doc
Изображения, улучшенные и раскрашенные в цифровом виде с помощью этого веб-сайта. © Все права защищены.

Цитируйте эту страницу

Используйте следующую ссылку, соответствующую требованиям MLA:

 «Андре-Мари Ампер». Известные ученые. famousscientists.org. 1 октября 2015 г. Web.
. 

Опубликовано FamousScientists.org

Дополнительная литература
Сэр Хамфри Дэви
Некоторые эксперименты и наблюдения за веществами, полученными в различных химических процессах на плавиковой шпате.
Philosophical Magazine, Volume 42., p408, 1813,

.

Par M. Guibourt
По классификации и химической номенклатуре
Journal de Pharmacy et des Sciences accessoires, Vol. 10, стр.319, 1824

Кристин Блондель
A.-M. Ampere et la creation de l’electrodynamique, 1820–1827 гг.
Bibliotheque nationale, 1982 г.

Джеймс Р. Хофманн
Андре-Мари Ампер Просвещение и электродинамика
Cambridge University Press, 1996

Андре-Мари Ампер: основатель электромагнетизма

Что изобрел Андре-Мари Ампер?
Зеркальный гальванометр Thomson
Томсон, или зеркальный гальванометр, был запатентован в 1858 году Уильямом Томсоном (лорд Кельвин).Конструкция Томсона была способна обнаруживать очень быстрые изменения тока с помощью небольших магнитов, прикрепленных к легкому зеркалу, подвешенному на нити, вместо стрелки компаса. Отклонение светового луча от зеркала значительно увеличивало отклонение, вызванное небольшими токами. В качестве альтернативы отклонение подвешенных магнитов можно было наблюдать непосредственно через микроскоп. Гальванометр Томсона был единственным инструментом, достаточно чувствительным, чтобы надежно обнаруживать первые трансатлантические телеграфные сообщения.Музей науки в Лондоне – CC 2.0
Андре-Мари Ампер (1775-1836), французский физик, основал науку электродинамику, ныне известную как электромагнетизм.

Датский физик Ганс Кристиан Эрстед случайно в 1820 году обнаружил, что магнитная стрелка отклоняется при изменении тока в соседнем проводе – явление, устанавливающее связь между электричеством и магнетизмом.

В сентябре и октябре 1820 года Ампер, под влиянием открытия Эрстеда, провел серию экспериментов, направленных на выяснение точной природы взаимосвязи между электрическим током и магнетизмом, а также взаимосвязей, управляющих поведением электрических токов в различных типы проводников.Среди прочего, Ампер показал, что два параллельных провода, по которым проходят электрические токи, магнитно притягиваются друг к другу, если токи идут в одном направлении, и отталкиваются, если токи идут в противоположных направлениях.

Эти эксперименты привели к тому, что Ампер сформулировал свой знаменитый закон электромагнетизма, названный в его честь закон Ампера , который математически описывает магнитную силу между двумя электрическими токами.

Его исследования, о которых еженедельно сообщалось перед Académie des Sciences , положили начало новой науке электродинамике.

Он также был первым человеком, который разработал методы измерения электричества для проведения своих экспериментов. Ампер построил инструмент, использующий свободно движущуюся намагниченную стрелку (компас) для измерения потока электричества. Более поздняя доработка этого прибора известна как гальванометр.

По сути, простой современный гальванометр – это прибор, в котором свободная вращающаяся катушка и прикрепленная к нему игла помещаются в магнитное поле постоянного магнита. Когда электрический ток проходит через катушку, на нее возникает крутящий момент из-за взаимодействия тока с магнитным полем.В результате катушка поворачивается, и стрелка отклоняется пропорционально току, проходящему через катушку.

Единица измерения электрического тока, ампер, , названа в честь Андре-Мари Ампера.

Повторите эксперименты Андре-Мари Ампера

Предупреждение : эксперименты с электричеством следует проводить под наблюдением учителей или взрослых, знакомых с процедурами электробезопасности.

Чтобы следовать по стопам Ампера, мы, прежде всего, должны повторить эксперимент Эрстеда.

Эксперимент 1

В 1820 году Эрстед демонстрировал нагревательные эффекты токов, протекающих через провод и стрелку компаса, случайно оказавшуюся под отклоненной проводящей проволокой.

Чтобы повторить этот эксперимент, положите карманный компас на стол лицевой стороной вверх. Подождите, пока он не укажет на север. Проложите середину 30-сантиметрового достаточно толстого провода, изолированного или неизолированного, над стрелкой компаса, также в направлении север-юг. Концы проволоки загните так, чтобы они были вплотную друг к другу.Если провод не оголен, соскоблите его концы и прикрепите их к клеммам аккумулятора. Игла будет сильно отклоняться. Повторите этот короткий эксперимент, поменяв местами подключения батареи. Игла теперь вращается в противоположном направлении.

Подробнее:
http: //www-istp.gsfc.nasa.gov …
http: //www.physicsdemos …

Эксперимент 2

Под влиянием интуитивной прозорливости Эрстеда Ампер пришел к выводу, что если провод с током оказывает магнитное воздействие на стрелку компаса, два таких провода также должны магнитно взаимодействовать.Он обнаружил, что параллельные токи, текущие по проводам в одном направлении, притягиваются друг к другу, в то время как токи, текущие в противоположных направлениях, отталкиваются.

Подробнее: http://dev.physicslab.org …

Эти, два первых, эксперимента качественно демонстрируют закон Ампера (закон Ампера).

Эксперимент 3

Ампер продолжил свои исследования и обнаружил, что сила между двумя длинными прямыми параллельными токами обратно пропорциональна расстоянию между ними и пропорциональна силе тока, протекающего в каждом.

Чтобы проверить этот закон, он использовал простые токовые весы (прибор, используемый для измерения силы между двумя токоведущими проводами), который состоял из двух фиксированных, прямых, вертикальных и параллельных носителей тока (проводов) и чувствительной пружинной шкалы. Он мог регулировать расстояние между проводами и измерять различные токи, протекающие через них, с помощью простого гальванометра с компасом, а также измерять силу, действующую между проводами, с помощью своей пружинной шкалы.

Дополнительная информация:
http: // books.google.com … (Лернер Дж., Физика для ученых и инженеров, том 2, стр. 795-797.)

Хотя эта установка выглядит простой, для ее реализации требуются некоторые продвинутые механические навыки. Вместо этого для этого эффекта также можно использовать современный баланс тока.

Для получения дополнительной информации:
http: //oldkampalass.com …
http: //ocw.mit.edu …
http: //www.usna.edu …
http: //www.millersville .edu …
http: //web.me.com …

Этот эксперимент демонстрирует закон силы Ампера (не путать с законом оборота Ампера)

Эксперимент 4

Вы можете измерить токи в описанных выше экспериментах с помощью современного амперметра или попробовать исторический метод Ампера.Как указано выше, Ампер использовал для измерения тока намагниченную движущуюся стрелку или гальванометр компаса. Вы можете построить один или использовать коммерческий компас, но помните, что получить точные результаты будет не так просто.

Еще одна идея: вы можете собрать такой прибор (коммерческий или самодельный компас) и поэкспериментировать с ним. Вы можете попробовать узнать, какова его точность по сравнению с современными измерителями тока. Вы можете попробовать разные провода (площадь поперечного сечения, материал) и разное количество витков катушки.

По сути, гальванометр Ampere с подвижной стрелкой представлял собой компас, обмотанный катушкой с проволокой. Чем сильнее ток, проходящий через провод, тем сильнее будет отклонение иглы. Или, точнее, тангенс угла отклонения стрелки пропорционален силе тока в катушке, и поэтому эти измерители называются касательными гальванометрами.

Несколько полезных ссылок для этого эксперимента:
http: //www.hometrainingtools.com …
http: //www.al.com …
http: //www.madsci.org …
http: //scs.sk.ca …
http: // virtuallabs. ket.org …


Ссылки и ресурсы
Магниты и магнетизм – Проекты и эксперименты на научной ярмарке
Гальванометры – Тегеранский университет
Циркулярный закон Ампера – Википедия
Новая наука электродинамики: 1820 – Sparkmuseum
Закон Ампера – Гиперфизика
Измерение электрического тока – Википедия
Андре-Мари Ампер, 1827 год. Мемуары по математической теории электродинамических явлений, однозначно выведенные из опыта
Книги
& nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp
Закон

Ампера, декабрь 1972 г. Популярная электроника

Декабрь 1972 г. Популярная электроника

Оглавление

Воск, ностальгирующий по истории ранней электроники.См. Статьи с Популярная электроника, опубликовано с октября 1954 года по апрель 1985 года. Настоящим подтверждаются все авторские права.

Вот краткий, но информативный введение в историю открытия французским физиком Андре Мари Ампером одноименный закон, регулирующий отношения между током и магнитным поле. Как известно большинству посетителей RF Cafe, как постоянный, так и изменяющийся во времени ток будут генерировать магнитное поле, но только изменяющееся во времени магнитное поле может генерировать ток поток.Менее чем через неделю после свидетельства Ганс Кристиан Эрстед продемонстрировал влияние токоведущего провода на компас иглой, Ампер обнаружил Правило правой руки текущего направления потока на основе направления магнитное поле.

Закон Ампера

Дэвид Л. Хейзерман

Ампера Закон гласит, что пара проводников, несущих электрические токи, оказывает магнитное воздействие на друг друга. Кроме того, величина этой силы зависит от величины протекающего тока. в каждом проводнике, а также расстояние и угол между ними.Андре Мари Ампер, французский физик и математик, объявил об этом новом законе природы 18 сентября 1820 года. Как будто открывая такого закона было недостаточно, Ампер использовал его, чтобы заложить теоретические основы для совершенно нового Раздел электричества и физики называется электродинамикой – и он сделал это всего за семь лет.

Ранние годы. Оглядываясь на работы Ампера с нашей современной точки зрения, кажется, что что мужчина провел первые сорок пять лет своей жизни, готовясь к семи годам Открытие: Родившись в умеренно обеспеченной и образованной семье, юный Ампер имел большую часть преимущества, доступные французским детям, выросшим во время Великой революции.Кроме того, он был вундеркиндом, изучившим геометрию и математический анализ в возрасте двенадцати лет, читая тексты которые были написаны на их оригинальной латыни.

Когда Амперу было восемнадцать, его отец был казнен во время кровавого «правления террора», прокатилась по Франции. Виды и звуки революции, завершенные жестоким отцом смерть, потрясла разум Ампера. Следующие шесть лет своей жизни он провел в бесцельных блужданиях. о деревне, строительстве замков из песка на берегу моря и сочинении бессмысленных стихов.

По окончании этого потерянного периода времени Ампер женился и перешел на более традиционный стиль жизни. Его блестящий ум вернулся, но семейные деньги пропали. Итак, Ампер устроился на свою первую работу профессором в Университете Бурген-Бресс. Не прошло и трех лет прошел до того, как умерла его жена, что привело Ампера в ступор еще на год.

Наполеон слышал о талантах этого несчастного юного гения и предложил Амперу должность преподавателя в школе в Париже.Расстроен жизнью, но очень хочет вернуться в свою работу, Ампер принял эту должность и оставался там до конца своих профессиональных занятий. жизнь.

Ампер начал писать статьи по широкому кругу предметов, включая химию, математику, молекулярная физика и биология. В то время его особый интерес была к теории игр. Эти работы были важны для других ученых, но они не относились к категории тех, которые подпадают под категория особого величия.

Новое открытие. 11 сентября 1820 года Ампер посетил демонстрацию произведений Эрстеда. новое открытие. Демонстрация показала, что ток, протекающий через прямой отрезок провод заставляет стрелку компаса поворачиваться в положение под прямым углом к ​​проводнику. Даже в то время как эта демонстрация все еще продолжалась, должно быть, подумал Ампер: «Поскольку один проводник нес электрический ток может воздействовать на стрелку компаса, почему два токонесущих проводники оказывают друг на друга силу? »

Возбужден представлением о том, что токоведущие провода производят точно такие же магнитные сил в качестве грузовых камней и постоянных магнитов, Ампер немедленно отказался от всех остальных своих работ. и начал исследовать этот «искусственный» источник магнетизма.За семь дней Ампер развил фундаментальные теории электродинамики, спроектированные и построенные экспериментальные установки, выполненные необходимые эксперименты, и представил свои открытия научному миру. Никаких других крупных научное открытие когда-либо было задумано и проверено за такой короткий период времени. Ампер действительно был полностью готов к этой неделе великих открытий.

Две очень важные идеи возникли в результате экспериментов Ампера на той неделе.Для во-первых, он разработал то, что мы теперь обычно называем «правилом правой руки». Согласно этому правило, с большим пальцем правой руки, указывающим в направлении обычного электрического тока (положительный к отрицательному) через провод, скрученные пальцы этой руки указывают направление результирующего магнитного поля. Эрстед уже пришел к выводу, что магнитные силовые линии выходят под прямым углом из проводника. Ампер, однако, усовершенствовал это понятие, сделав можно предсказать смысл или полярность этого поля.

Другая важная идея в первой статье Ампера касалась притяжения и отталкивания. двух параллельных проводов, по которым проходит электрический ток. Ампер показал, что токи текут через провода в одном направлении заставлял их притягиваться друг к другу, в то время как токи текли в противоположных направлениях заставили провода оттолкнуться.

Открытия Ампера о направлении магнитных полей вокруг проводника и силы, действующие на пару токоведущих проводов, сегодня так же важны, как и раньше. 150 лет назад.Что, пожалуй, еще более примечательно, так это почти невероятная простота лабораторного оборудования, которое он использовал. Ему удалось открыть совершенно новую технологию, не используя ничего лишнего. чем несколько отрезков медного провода, компас и пара батареек Вольта.

В течение семи лет после его предварительного объявления статьи Ампера становились все более популярными. приправлен сложными уравнениями. Его ранние исследования геометрии и исчисления приносили прибыль. выключенный. Другие европейские исследователи тоже переняли несколько хороших идей из работ Эрстеда; но большинству из этих людей не хватало высокого уровня математических знаний и творческой проницательности Ампер одержим.

Снова в лабораторию. Его работа вскоре достигла точки, когда ему пришлось вернуться в лабораторию. чтобы подтвердить его уравнения. На этот раз ему нужно было получить точные цифры количества текущих поток и силы между проводниками. Используя то, что тогда было революционно новым измерением прибор, гальванометр, Ампер смог измерить количество тока, протекающего через провода. Его собственная оригинальная работа с катушками из проволоки и соленоидами, кстати, была непосредственно ответственным за изобретение того самого гальванометра, которым он пользовался.

Поскольку он также должен был знать точное количество силы, с которой два проводника действуют друг на друга, Ампер изобрел несколько специализированных инструментов. Одна из них была обычная лаборатория баланс, у которого был соленоид, прикрепленный к одной стороне балки. Этот соленоид помещается внутри большего один прикреплен к нижней части весов. Ток, протекающий через два соленоида, заставил меньшее движение внутри большего. Поместив калиброванные гири на чашу весов на противоположный конец балки, Ампер мог определить точное количество силы, которое два набора проводники давили друг на друга.

По словам известного ученого Джеймса Клерка Максвелла, фундаментальные уравнения Ампера «выпрыгнул из разума электричества Ньютона взрослым и во всеоружии». Ампера уравнения были практически полными еще до того, как он намеревался продемонстрировать их справедливость в лаборатория. Составление уравнений перед проведением экспериментов противоречило общепринятым правилам. научная процедура того времени, но один простой факт заставил замолчать всех критиков – уравнения и лабораторные эксперименты всегда соглашались.И в честь этого «Ньютона электричества» Международный Конгресс электриков назвал в его честь основную единицу тока – ампер.

Ампер был трудолюбивым и научным гением. Даже когда он концентрировался работая над созданием основ электродинамики, он преподавал в университете. Возможно, это была ошибка. Ампер был известен тем, что останавливал свои лекции в середине предложение, в то время как его разум блуждал по какой-то новой идее или уравнению.У него также была привычка позволяя своей работе за классной доской переходить в какую-то новую линию математических рассуждений, оставляя его ученики ломают голову над нагромождением непонятных фигур, связанных с какой-то новой идеей в электродинамике.

Ampere действительно был классическим примером рассеянного профессора. Не может быть никаких сомнений, однако, что он был одним из самых успешных рассеянных профессоров всех времен. В отличие от доски, унесшие его идеи в небытие, основные уравнения Ампера, по сути, стоят без изменений по сей день.

Опубликовано: 25 июля, 2017

ампер: История | NIST

Андре-Мари Ампер

История ампера началась, когда датский физик Ганс Кристиан Эрстед обнаружил, что магнетизм и электричество – два аспекта одного и того же. В 1820 году он показал, что стрелку компаса можно отклонить с севера, поместив ее рядом с электрическим током. Как обнаружил Эрстед, ток в проводе создает магнитное поле, которое окружает провод и влияет на другие близлежащие поля, такие как поля стержневого магнита.

Французский математик и физик Андре-Мари Ампер был вдохновлен этой демонстрацией, чтобы установить связь между электричеством и магнетизмом. Он обнаружил, что если вы поместите два провода параллельно друг другу и пропустите через них ток, провода будут либо притягиваться друг к другу, либо отталкиваться, в зависимости от того, текут ли токи в одном или противоположных направлениях. Это потому, что каждый провод генерирует магнитное поле. Чем длиннее провода и чем выше токи, проходящие через них, тем больше магнитное отталкивание или притяжение.

До 2019 года определение SI следовало этой схеме. Если бы он был установлен в идеальных условиях с проводами на расстоянии 1 метра друг от друга, ток в 1 ампер привел бы к силе между проводами в 2 × 10 -7 ньютонов. Это немного – примерно десятимиллионная веса среднего яблока. Но это есть.

Кредит: Дж. Ли / NIST

На протяжении столетия люди продолжали разрабатывать правила, регулирующие электромагнетизм (ЭМ).В 1861 году ученые начали предлагать системы единиц для ЭМ. Эти системы включали блоки тока, напряжения и сопротивления. Однако разные ученые использовали разные системы единиц. В какой-то момент одновременно использовалось четырех различных систем ЭМ. Ученые хотели создать систему единиц, доступную для всех.

Выбор ампер

В 1893 году научный комитет под названием Международный электротехнический конгресс (МЭК) собрался в Чикаго и остановился на двух единицах измерения, которые послужили основой для других: ом для сопротивления и ампер для тока.Решение Конгресса было официально принято на Международной конференции ученых, собравшейся в Лондоне в 1908 году.

В Национальном бюро стандартов (предшественник NIST) в 1903 году ученый Ф.А.Вольф (справа) работает в масляной ванне, наблюдая за датчиком температуры, чтобы измерить температурный отклик нескольких ячеек Вестона, используемых для калибровки вольтметров. Его коллега слева, похоже, создает ртутные термометры, которые использовались в эксперименте.

Кредит: NIST

Ом был одним из первых блоков, созданных для электричества. Возможно, это одна из самых простых электрических величин, которую можно представить, поскольку, например, провода разной длины могут иметь разное сопротивление. Но реализация стандарта ома была непростым процессом, начиная с «ртутной единицы Сименса» 1860 года, обозначенной прохождением электричества через столб чистой ртути длиной 1 метр, до использования различных электрических компонентов, таких как катушки, катушки индуктивности и конденсаторы, и, наконец, в 1990-е – явлениям, основанным на квантовой механике.

Этот ампер, называемый «международным ампером», не был тем ампером, который ученые используют сегодня. Вместо этого этот ампер был реализован – преобразованный из определения в практическую реальность – с помощью устройства, называемого серебряным вольтаметром. Это устройство содержало электроды с положительным (анод) и отрицательным (катод) выводами. Анод подвешивали в растворе нитрата серебра. Когда ток проходит через устройство, серебро накапливается на катоде. Затем исследователи определяли массу катода до и после; количество серебра на катоде показало, сколько тока прошло через устройство.

Ампер был определен как ток, который выделяет ровно 0,001118 грамма серебра в секунду из раствора нитрата серебра. Более точные измерения позже показали, что этот ток на самом деле меньше 1 ампера, который, как думали ученые, они измеряли.

Клетки Вестона сфотографированы в музее NIST.

Кредит: Дж. Ли / NIST

Однако это определение ампера не было абсолютным измерением.Ученым все же пришлось откалибровать серебряный вольтаметр с помощью других инструментов. Одним из них был эталон напряжения, называемый ячейкой Вестона, H-образный стеклянный контейнер, заполненный тщательно уложенными слоями химикатов.

Внутри клетки Вестона.

Кредит: Дж. Ли / NIST

Элементы

Weston славились своей точностью и надежностью: они могли обеспечивать одинаковое напряжение в течение длительного периода времени.Напряжение, сопротивление и ток взаимосвязаны. Таким образом, исследователи могли использовать элемент Вестона с резистором известного сопротивления, чтобы создать ток, который можно было бы использовать для калибровки серебряного вольтаметра.

После калибровки серебряного вольтаметра его можно было использовать в качестве основного эталона для калибровки другого типа инструмента, обычно используемого для калибровки измерителя тока. Это устройство называлось амперными весами, предшественниками весов Киббла, которые теперь используются как «электронный килограмм» для измерения массы.

Серебряный вольтаметр, сфотографированный в музее NIST.

Кредит: Дж. Ли / NIST

Идея баланса ампер заключалась в том, что техники пропускали ток через катушки, которые производили физическое движение, которое перемещало индикатор на механической шкале. Положение индикатора на шкале показало им количество тока, протекающего через катушки.

Баланс ампер, сфотографированный в музее NIST.

Кредит: Дж. Ли / NIST

В поисках лучшего ампера

В 1921 году Генеральная конференция мер и весов (CGPM) – международная организация, которая принимает решения по стандартам – официально добавила ампер в качестве единицы электричества, сделав его четвертой единицей СИ. Ампер присоединился к единицам СИ для расстояния, времени и массы, которые были включены со времен Договора о метре 1875 года.Но ученые уже обнаружили, что определение единицы измерения тока на основе серебряного вольтаметра уже не было достаточно точным.

Серебряные вольтаметры, сфотографированные в музее NIST.

Кредит: Дж. Ли / NIST

Еще раньше ученые жаловались на решение лондонской конференции определить ампер с помощью серебряного вольтаметра. Еще в 1917 году Э. Роза и Г.В. Виналь, два ученых из Национального бюро стандартов (предшественник NIST), написали в Proceedings of the National Academy of Sciences:

Во время этой конференции делегаты из этой страны считали, что вместо ампера следовало выбрать вольт, потому что стандартная ячейка была более воспроизводимой, чем серебряный вольтаметр, и служила средством тогда, как и сейчас. используется (вместе с омом) для измерения ампер методом падения потенциала.Однако решение конференции было принято как окончательное, и в нескольких разных странах, особенно в этой стране, были предприняты исследования с целью сделать вольтаметр достойным нести ответственность, возложенную на него Лондонской конференцией.

Стандартные ячейки около 1926 г.

Кредит: NIST

К 1933 году CGPM был полон решимости перейти от этого «международного» ампера, основанного на серебряном вольтаметре, к так называемой абсолютной системе, в которой использовались более фундаментальные единицы измерения – сантиметр, грамм и секунда.

В 1935 году Международный комитет мер и весов (CIPM), который дал рекомендации, которые будут рассмотрены CGPM, единогласно одобрил это предложение.

После перерыва во время Второй мировой войны международное сообщество ученых снова занялось этой проблемой. В 1948 году CIPM официально принял новое определение ампера – силы на единицу длины между двумя длинными проводами. Это восходит к первоначальному эксперименту, проведенному самим Ампера, и включает в себя основные единицы измерения длины, массы и времени.Ученые реализовали этот блок, используя известные резисторы и элементы Вестона, чтобы обеспечить стабильное сопротивление и напряжение.

В 1960 году ампер вместе с шестью другими фундаментальными единицами измерения были интегрированы в систему СИ, которая до сих пор является основой науки об измерениях.

Сотрудник Национального бюро стандартов (предшественник NIST) с электрическими элементами в 1960-х годах.

Кредит: NIST

Андре-Мари Ампер и электромагнетизм – SciHi BlogSciHi Blog

Андре-Мари Ампер (1775-1836)

20 января 1775 года родился французский физик и математик Андре-Мари Ампер , в честь которого названа единица измерения электрического тока – ампер.Его обычно считают одним из основных основоположников науки о классическом электромагнетизме, которую он называл «электродинамикой».

Вундеркинд

Андре-Мария Ампер родился в хорошо образованной семье и находился под влиянием теорий Жан-Жака Руссо. Его обучал на дому его отец, который отказался от государственного образования и страстно обучал сына с помощью Дени Дидро или Энциклопедии Жана ле Ронда д’Аламбера. Ампер однажды описал свое образование (имея в виду себя в третьем лице) как:

« Его отец, который никогда не переставал культивировать латинскую и французскую литературу, а также несколько отраслей науки, вырастил его сам в деревне недалеко от города, где он родился.Он никогда не требовал от него изучения чего-либо, но он знал, как пробудить в себе желание знать. Прежде чем научиться читать, юная Ампер больше всего любила слушать отрывки из естествознания Бюффона.

Андре-Мари Ампер представил свою первую работу по решению проблемы построения линии такой же длины, как дуга окружности, в Лионскую академию в возрасте 13 лет, но она не была опубликована. Юный эрудит также заинтересовался историей, поэзией, философией, а также естествознанием.

Французская революция

Отец Ампера был казнен в 1793 году после падения Лиона во время Французской революции как жирондист (ранее он арестовал и казнил ведущего якобинца Лиона, Жозефа Шелье, как мирового судью). Андре-Мари Ампер был опустошен и бросил учебу более чем на год. В восемнадцать лет он изучал учебники швейцарского математика Леонарда Эйлера и классическую механику Жозефа-Луи Лагранжа. В том же возрасте он разработал запланированный язык, который считал инструментом миротворчества.Он также обратился к ботанике, метафизике и психологии, прежде чем изучать математику и физику. После того, как родительская удача растаяла, он давал частные уроки, особенно по математике. Однако его контакты с внешним миром были ограниченными, пока он не встретил Джули Каррон, в которую влюбился, и, наконец, начал свою первую работу в качестве учителя математики.

Первые научные достижения Джули Каррон

К сожалению, Каррон сначала не испытывала к нему таких же чувств, вместо этого она упомянула, что « У него нет манер; он неуклюж, застенчив и плохо представляет себя .Тем не менее вскоре после этого они поженились, и у молодого ученого все пошло на лад, так как вскоре у них родился сын, и он был назначен профессором физики и химии в Bourg École Centrale. Счастье длилось недолго, так как Джули тяжело заболела. Тем не менее он сумел достичь нескольких целей в области математики и заработал себе репутацию, по крайней мере, достаточно хорошую, чтобы финансово заботиться о себе и своем сыне после смерти Джули.

Теоретико-вероятностные аспекты азартных игр

В 1802 году он стал учителем физики и химии в Центральной школе в Бург-ан-Бресс.В том же году Ампер написал математическую работу по теоретико-вероятностному аспекту азартных игр, а именно по вопросу о вероятности разорения игрока при постоянном использовании фиксированной доли его капитала. Работа сделала его известным среди ученых Парижа. Вскоре после этого он написал статью по теоретической механике и трактат по уравнениям в частных производных, благодаря которым в 1814 году он стал членом Французской академии наук (затем Institut Impèrial). Он сделал важные публикации по теории света, прежде чем объединил теории электричества и теории света. магнетизм в начале 1820-х гг.

Сочетание электричества и магнетизма

Ранней осенью 1820 года Ампер, которому сейчас было 45 лет, и чья предыдущая научная работа могла бы появиться только в виде сносок в учебниках, узнал через Франсуа Араго о попытках Ганса Христиана Эрстеда отклонить магнитную стрелку электрическим током. . [11] Ампер повторил эксперимент и признал, что Эрстед не учел отклонение магнита магнитным полем Земли. Благодаря усовершенствованной схеме испытаний, Ампер теперь мог определить, что магнитная стрелка всегда была перпендикулярна проводнику, по которому протекал ток.Ампер теперь предположил в качестве модели гипотезу, что каждый магнетизм вызывается электрическими токами и что токи генерируют магнитные поля. Он проверил свою гипотезу – гипотетически-дедуктивно – между 18 сентября и 2 ноября 1820 г. и смог в последовательных экспериментах доказать, что два проводника с током оказывают притяжение друг к другу, когда направление электрического тока одинаково в обоих проводниках и что они оказывают друг на друга силу отталкивания, когда направление тока противоположно.Ампер сконструировал устройство для измерения тока, которое он назвал гальванометром (независимо от Ампера, Иоганн Швайггер сделал это в Германии). Андре-Мари Ампер уточнил свою гипотезу, предположив, что каждый магнит содержит множество молекул, каждая из которых генерирует небольшой круговой ток (молекулярные токи Ампера для объяснения магнетизма). Он признал, что текущее электричество – настоящая причина магнетизма.

Математическая теория электродинамических явлений

В 1822 году Ампер изучил силу между двумя близкими проводниками.Он смог показать, что эта сила пропорциональна обратной величине расстояния. При математической трактовке этих явлений он взял за модель закон всемирного тяготения Исаака Ньютона (как закон точечной силы). Однако, поскольку ток следует рассматривать как направленную величину, а сила тока содержит время как новую величину, модель Ампера имеет лишь ограниченную применимость. Ампер объяснил понятие электрического напряжения и электрического тока и зафиксировал направление тока.В дополнение к установлению электродинамики, Ампер признал принцип электрического телеграфа (предложение электромагнитного телеграфа с Жаком Бабине в 1822 году), который был не очень практичным на больших расстояниях.

Андре-Мари Ампер опубликовал свою самую важную и наиболее влиятельную работу, которая была опубликована в 1826 году. Она была обнародована под названием « Мемуар по математической теории электродинамических явлений, уникально выведенные из опыта » и описывала четыре эксперимента и математическое объяснение закона электродинамической силы.Это стало одним из самых вдохновляющих вкладов в науку об электричестве и магнетизме, которая повлияла не только на Майкла Фарадея [4], но также на Уильяма Томсона [10] и Джеймса Клерка Максвелла [9], а также на многочисленных физиков будущего.

Философия Ампера

В 1827 году здоровье Андре-Мари Ампера ухудшилось, и он переключился с электродинамики на другие области (философия, логика, анатомия, кристаллооптика, ботаника). В философии он находился под влиянием Канта и даже был одним из первых во Франции, кто серьезно воспринял его работы.Для Ампера это была альтернатива сенсуалистской эпистемологии Этьена Бонно де Кондильяка, которая в то время была преобладающей во Франции. В то же время, после Канта, Ампер отверг доктрину пространства и времени как априорные взгляды, но сохранил свое отличие от феноменов и Ноумена. Он частично следовал учению своего друга Мэна де Бирана в доказательстве существования независимого материального мира, Бога и души. Ампер представлял собой гипотетико-дедуктивный метод получения научных знаний: естествоиспытатель выдвигает гипотезу и задается вопросом, какие эксперименты необходимо провести, чтобы подтвердить или опровергнуть теорию.Он действовал прагматично: гипотезы можно было свободно выдвигать, но важно было то, насколько они успешны в объяснении природы. Позже он занялся философией природы и предварительно стабилизированной гармонией Готфрида Вильгельма Лейбница.

В 1836 году Андре-Мари Ампер умерла от пневмонии в Марселе во время инспекционной поездки в возрасте 61 года.

В yovisto academy video search вы можете насладиться видеолекцией профессора д-ра Рамамурти Шанкара по закону Ампера в Йельском университете.

Ссылки и дополнительная литература:

  • [1] Андре-Мари Ампер Биография в архиве истории математики MacTutor
  • [2] Андре-Мари Ампер Биография у известных ученых
  • [3] Андре-Мари Ампер в Britannica Online
  • [4] Жизнь открытий – великий Майкл Фарадей, SciHi Blog, 22 сентября 2012 г.
  • [5] Хамфри Дэви и электролиз, SciHi Blog 19 ноября 2012 г.
  • [6] Лейденская банка и эпоха электричества, SciHi Blog, 11 октября 2012 г.
  • [7] Син-Итиро Томонага и квантовая электродинамика, SciHi Blog, 31 марта 2015 г.
  • [8] Джулиан Швингер и квантовая электродинамика, SciHi Blog, 12 февраля 2017 г.
  • [9] Джеймс Клерк Максвелл и электромагнитные поля, блог SciHi, 13 июня 2013 г.
  • [10] Лорд Кельвин и анализ термодинамики, SciHi Blog, 17 декабря 2015 г.
  • [11] Ганс Кристиан Эрстед, соединяющий электричество и магнетизм, SciHi Blog
  • [12] Андре-Мари Ампер в Викиданных
  • [13] Временная шкала Андре-Мари Ампера в Викиданных

Вспоминая Андре Мари Ампера, французского математика и физика, открывшего электромагнетизм

Ампера, сформулировавшего закон Ампера, развил неутолимую жажду знаний, вплоть до заучивания целых страниц энциклопедии наизусть.

Андре Мари Ампер

Андре Мари Ампер, выдающаяся фигура как в математике, так и в физике, родился 22 января 1775 года. Французскому ученому приписывают одни из самых ранних работ в области электромагнетизма, которые он фактически назвал электродинамикой.

Сын преуспевающего бизнесмена, он с юных лет поощрялся к поиску знаний по множеству предметов. Он увлекся математикой и естествознанием среди других предметов и вырос, чтобы стать профессором математики.

Необычное образование Ампера

Образование Ампера было довольно необычным. Его отец был большим поклонником Жан-Жака Руссо, одного из лидеров французского Просвещения, и он решил следовать подходу Руссо в своем образовании. Это означало никаких формальных уроков.

Ему разрешалось изучать и читать все, что он хотел. И это хорошо сработало с Ampere. У него развилась ненасытная жажда знаний, вплоть до заучивания целых страниц энциклопедии наизусть.

Вот несколько интересных фактов о нем, которые вы должны знать:
  • Ампер начал работать частным репетитором математики в Лионе в 1797 году. Он оказался отличным учителем, и ученики сразу же стали стекаться к нему за советом.
  • Он нашел постоянную работу учителя математики в 1799 году. Через несколько лет он был назначен профессором физики и химии в École Centrale в Бург-ан-Бресс в 1802 году
  • Ампер занимался научные и математические исследования наряду с его академической карьерой и преподаванием таких предметов, как философия и астрономия в Парижском университете в 1819-20 гг. из Опыта 1827 г.Название новой науки, «Электродинамика», было придумано в этой работе, которая стала известна как ее основополагающий трактат
  • Он сформулировал закон Ампера, который гласит, что взаимное действие двух длин проводов с током пропорционально их длинам и силы их токов
  • Он считается первым человеком, открывшим электромагнетизм
  • Ампер был избран иностранным членом Королевского общества в 1827 году и иностранным членом Шведской королевской академии наук в 1828 году
  • Единица измерения электрического тока, ампер, названная в его честь в знак признания его вклада в создание современной электротехники, была установлена ​​в качестве стандартной единицы измерения электрического тока на международной конвенции, подписанной в 1881 году.
  • Его имя – одно из 72 имен, начертанных на Эйфелевой башне.

Заинтересованы в общих знаниях и текущих делах? Щелкните здесь, чтобы быть в курсе событий и узнавать, что происходит во всем мире с нашими G.K. и раздел «Текущие события».

Чтобы получить дополнительную информацию о текущих событиях, отправьте свой запрос по почте на адрес [email protected]

Щелкните здесь, чтобы получить полный охват IndiaToday.in о пандемии коронавируса.

С Днем Рождения, Андре-Мари Ампер | Блог COMSOL

В этот день в Лионе, Франция, родился французский физик и математик Андре-Мари Ампер.Признанный основоположником электродинамики – или того, что сегодня известно как электромагнетизм – Ампер помог создать теорию, определяющую взаимосвязь между электричеством и магнетизмом. Мы продолжаем отмечать важность его открытия в создании основы для будущих разработок в обеих этих областях.

Кем был Андре-Мари Ампер?

20 января 1775 года Жан Жак Ампер и его жена Жанна Антуанетта Дезутьер-Сарси Ампер родили второго ребенка: Андре-Мари Ампера.Отец Ампера был преуспевающим бизнесменом, который ценил идею «получения образования непосредственно от природы», а его мать была отмечена как набожная католичка.

В детстве Ампер быстро развил страсть к обучению, особенно в области математики и геометрии. Имея доступ к библиотеке своего отца, он начал изучать сложные математические книги к 12 годам. Одним из препятствий, с которыми он столкнулся среди этих доступных текстов, было то, что многие из них были написаны на латыни. Это побудило Ампера начать брать уроки латыни, что позволило ему выучить язык всего за несколько недель.


Андре-Мари Ампер.

Во время Французской революции в семье Ампера произошла трагедия после того, как политические разногласия привели к аресту и казни его отца, которого новое революционное правительство потребовало стать мировым судьей. Смерть стала тяжелой утратой для Ампера, который на несколько месяцев приостановил учебу, прежде чем встретил свою будущую жену Джули Каррон. В это время Ампер начал работать репетитором математики, а позже стал профессором химии и физики в Bourg École Centrale.

Смерть его жены в 1803 году заставила Ампера переехать в Париж, где вскоре после этого он получил должность репетитора в Политехнической школе. В 1809 году он стал профессором математики в школе – эту должность он занимал почти 20 лет. В это время Ампер также преподавал философию и астрономию в Парижском университете.

Основы электромагнетизма

В 1820 году во время собрания Французской академии наук Ампер и другие члены были ознакомлены с новаторским открытием, сделанным в экспериментах Ганса Эрстеда.Эрстед обнаружил, что магнитная стрелка отклоняется электрическим током, который проходит рядом с иглой. Движимый врожденным интересом к обучению, Ампер стремился создать теорию, которая могла бы объяснить, как электричество и магнетизм взаимодействуют друг с другом.

Его эксперименты выявили притяжение, которое возникает между двумя параллельными проводниками с током, когда направление токов одинаково; когда направление противоположно, два провода отталкиваются друг от друга. Получив эти результаты, Ампер помог заложить основы электродинамики, или того, что мы сегодня называем электромагнетизмом .

Обобщая свои результаты, Ампер также разработал принцип, известный как закон Ампера , который связывает магнитное поле с его источником электрического тока. Закон гласит, что взаимное действие двух отрезков токоведущего провода прямо пропорционально длине провода и силе токов. Тот же принцип применялся и к магнетизму.

Заслуженные награды

Влиятельный вклад Ампера в области электромагнетизма побудил его избрать иностранным членом Королевского общества в 1827 году.В следующем году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук. В честь Ампера как основателя электродинамики в его честь была названа стандартная единица измерения электрического тока (СИ) – ампер и .

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *